КРИОСТАТ
(от крио... и
греч. states - стоящий, неподвижный), термостат, в к-ром рабочий
узел или исследуемый объект поддерживается при темп-pax менее 120 К (криогенных
темп-pax) за счёт постороннего источника холода. Обычно в качестве источника
холода (хладоагента) применяют сжиженные или отверж-дённые газы с низкими
темп-рами конденсации и замерзания (азот, водород, гелий и др.). Темп-ру
помещённого в К. объекта регулируют, изменяя давление паров над заполняющим
К. хладоагентом или подогревая пары хладоагента. К. различают: по роду
применяемого хладоагента (азотные, гелиевые, водородные и т. д.), по используемым
для изготовления материалам (стеклянные, металлические, пластмассовые),
по назначению (для радиотехнических, оптических и др. исследований, для
сверхпро-водящих магнитов, приёмников излучения и т. д.).
Для К. любого типа необходима защита
его рабочего объёма от притока теплоты из окружающей среды. Чем ниже темп-ра
кипения и чем меньше теплота испарения используемого хладоагента, тем выше
требования к теплоизоляции рабочих узлов К. В К., заполняемых жидким азотом
или кислородом, часто используется высоковакуумная теплоизоляция, подобно
применяемой в широко известных Дъю-ара сосудах и бытовых термосах.
Для гелиевых К. обычная высоковакуумная изоляция уже недостаточна. Поэтому
с целью уменьшения притока лучистой энергии от наружных стенок К. необходимо
понизить их темп-ру, что достигается охлаждением стенок вспомогат. хладоагентом
(напр., жидким азотом) или установкой в теплоизоляционном пространстве
защитных экранов, отражающих излучение.
В лабораторной практике широко применяются
стеклянные К., они просты в изготовлении и прозрачны, что позволяет непосредственно
наблюдать за ходом опыта. Гелиевый стеклянный К. общего назначения (рис.
1) обычно состоит из 2 сосудов Дьюара, вставленных один в другой. Внутр.
сосуд заполняют жидким гелием, наружный - жидким азотом. К недостаткам
стеклянных К. относится малая механич. прочность.
Надёжны в эксплуатации металлич. К.,
из к-рых наиболее универсальными являются К. с жидким гелием в качестве
осн. хладоагента. На рис. 2 приведена схема металлич, гелиевого К. с дополнит.
охлаждением жидким азотом. Гелиевый объём К. окружён со всех сторон медным
экраном. В пространстве между гелиевым объёмом и кожухом создаётся глубокий
вакуум, к-рый поддерживается в процессе эксплуатации с помощью адсорбента.
Для
компенсации температурных деформаций, возникающих между внутр. узлами и
корпусом, в К. предусмотрен сильфон. Гелиевый объём, азотная ванна
и корпус К. изготовляются из меди, нержавеющей стали или алюминиевых сплавов.
Поверхности узлов К. со стороны "вакуумного пространства" полируются для
отражения теплового излучения.
В металлич. К., предназначенных для
оптич. исследований, предусматриваются окна, а также поворотные устройства,
при помощи к-рых можно изменять положение образца. Для охлаждения экранов
гелиевых и водородных К. вместо жидкого азота используются пары осн. хладоагента.
К. широко применяются в криогенной технике.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я